EDA技术在现代电子设计中的应用研究

蔡骁

摘 要：Electronic Design Automation即EDA技术，其是指电子设计自动化。EDA技术作为一种新型技术，具备较快的发展速度，其设计载体是可编程大规模逻辑器件，其主导的描述系统逻辑的语言是硬件表述语言，其设计工具是可编程大规模逻辑器件的实验开发系统和软件系统、计算机，结合相关的开发软件，自动以软件的形式在硬件系统中设计电子系统的一种新型技术。EDA技术能够进行逻辑优化、逻辑分割、逻辑化简、逻辑综合、逻辑编译、逻辑仿真、逻辑布局布线等，进行相应目标芯片的编程下载、逻辑映射、适配编译等工作，从而使专用集成芯片或者是集成电子系统最终形成。

关键词：EDA技术；现代电子设计；应用

EDA技术是于20世纪90年代发展起来的新型技术，已成为现代电子设计发展的新潮流，该项技术是以计算机的工作平台为基础的，对职能化技术、计算机的相关技术与电子技术等一系列的科技技术进行了综合，实现电子产品自动化的设计。技术作为现代电子设计当中的重要手段，其应用的作用日渐凸显，应用的领域非常广泛，电子组件、通讯、信息等行业都要依靠技术。在现代电子设计当中，技术具有核心性的作用，是不可替代的。

1.EDA技术的主要内容

1.1大规模可编程逻辑器件（PLD）

大规模可编程逻辑器件（PLD）是近年来发展起来的一种新型集成电路，其利用EDA技术为设计载体。当前应用最广泛的有以下两种：现场可编程门阵列（FPGA）；复雜可编程逻辑器件（CPLD），这两者的出现在很大程度上加快了电子产品更新换代的步伐。下一代CPLD将呈现出以下四大发展趋势：最先进的ASIC生产工艺将被广泛用于以FDGA为代表的可编程逻辑器件上；越来越多的高端FPGA产品将包含DSP或CPU等处理器内核，从而FPGA将由传统的硬件设计手段逐步过渡为系统级设计平台；FPGA将包含功能越来越丰富的硬核（Hard IP Core），与传统的ASIC进一步融合，并通过结构化ASIC技术加快占领部分ASIC市场；低成本FPGA的密度越来越高，价格越来越合理，将成为FPGA发展的中坚力量。这四个发展趋势可简称为先进工艺、处理器内核、硬核与结构化ASIC、低成本器件。

1.2硬件描述语言（HDL）

HDL是以PLD为物理实现工具，对电子系统硬件的功能、特性进行描述的一类语言。目前，任何一种EDA工具都需要HDL，而较有影响力的HDL有：ABEL-HDL语言，VHDL语言等。ABEL-HDL语言：这是一种早期硬件描述语言。它可以在硬件设计中，方便准确的描述该硬件的逻辑功能，但ABEL-HDL语言特性受支持程度不高。VHDL语言：全称为超高速集成电路硬件描述语言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language），是当今世界EDA技术的主用语言，由美国国防部于上世纪八十年代末研发成型。VHDL语言具有齐全的设计功能且易于共享，已成为标准的硬件描述语言。

1.3软件开发工具

EDA软件在EDA领域占有很重要的位置，按其工作领域与主要功能可分为电子电路设计工具、仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具等，其中IC设计工具与PLD设计工具代表了当今电子设计的发展水平。IC设计工具自问世以来，发展迅速，其本身已发展到ASIC芯片设计阶段。PLD是一种由用户以自身需要为起点构造逻辑功能的电路。目前小型简单的PLD工具，一般由生产厂家提供，而大型复杂的，则需要软件设计公司联合推出。

2.EDA技术在现代电子设计中的应用价值

目前，EDA技术应用十分广泛，其在电子设计领域中的实践应用，发挥着关键性的作用。现代电子设计的编程方式一般以在线编程和无线编程为主，而EDA技术不仅能够满足设计工作的实际需求，同时还可真正实现无障碍编程。实践过程中，具有良好的保密性和可靠性，可从根本上解决复位障碍问题。在压缩和集成功能的应用环境下，能够对产品系统中的芯片进行有效集成，以此为后续的管理工作提供便利条件，更加有助于风险防控工作的顺利开展，保证了电子设计的可靠性。另外EDA技术在电子设计中的应用效率也比较高，其可实现多种任务的同步运行。在多模块功能的应用环境中，可提升设计水平，加快设计进度，以此推动电子设计工作朝着市场化、信息化的方向发展。

3.EDA技术在现代电子设计当中的应用

EDA技术应用范围广泛，在现代电子设计当中发挥着一系列作用。现代电子设计技术当中，在线编程和无线编程是应用较广的方式，EDA技术不但可以充分满足电子设计发展的需要，还能促进无障碍的编程的达成，编程的过程当中可以有效保障保密性。EDA技术可靠性十分显著，当电子设计出现跑飞、障碍等问题时，该技术能够有效地解决。还能在应用压缩功能与集成功能的情况下，实现对电子设计的产品系统朝某一芯片有效的集成，这样为设计管理的实践带来了极大的便利，有利于控制电子设计的风险，有效保证设计的可靠性。此外，该技术在电子设计当中的应用也有很高效率，可以实现多个任务同时运行。

EDA技术应用当中，能够用于多模块功能，使电子设计的速度得到又下的较快，同时改善了电子设计的水平及效率，推动了电子设计向市场化的发展。此外，EDA技术还有很强适应性，利用对该技术高效、高速和大容量的特点的有效性，在促进电子的设计创新和升级方面发挥着巨大作用。EDA技术所具有的优势和特征，极大的促进了现代电子设计与相关行业的发展。

4.结语

总而言之，在电子设计行业中，EDA技术属于一个伟大的变革，当今恰恰处在迅速发展的时期，每一年都会出现一些新型的EDA工具，而国内应用EDA技术的能力还远远不如一些发达国家。为此无论是作为高校电子类的学生、还是电子硬件工程师，都务必学习和掌握EDA技术，从而能够开发CPLD/FPGA。只有如此，才可以在未来的社会发展和竞争中占据优势地位。

参考文献：

[1]杜卫平.EDA技术在电子设计中的应用[J].现代工业经济和信息化，2017.

[2]杨焯群.EDA技术发展综述[J].电子制作，2018.